第2章-地基基础与桩基础-第4讲.ppt

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第2章地基处理与桩基工程,第4讲基坑验槽及地基加固处理,1基坑验槽2地基加固处理,1基坑验槽,当基坑（槽）挖至设计标高后，应组织勘察、设计、监理、施工方和业主代表共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料相符，是否存在填井、填塘、暗沟、墓穴等不良情况，这称为验槽。

验槽的方法以观察为主，辅以夯、拍或轻便勘探。

基坑验槽基坑验槽,共41页第1页,1.1观察验槽,观察验槽的内容包括：

检查基坑（槽）的位置、断面尺寸、标高和边坡等是否符合设计要求。

检查槽底是否已挖至老土层（地基持力层）上，是否继续下挖或进行处理。

对整个槽底土进行全面观察：

土的颜色是否均匀一致；土的坚硬程度是否均匀一致，有无局部过软或过硬；土的含水量情况，有无过干过湿；在槽底行走或夯拍，有无振颤现象或空穴声音等。

挖掘探查,拉线检查,共41页第2页,夯、拍验槽是用木夯、蛙式打夯机或其他施工工具对干燥的基坑进行夯、拍（对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破坏基底土层），从夯、拍声音判断土中是否存在土洞或墓穴。

对可疑迹象，应用轻便勘探仪进一步调查。

1.2夯、拍验槽,观察验槽应重点注意柱基、墙角、承重墙下受力较大的部位。

仔细观察基底土的结构、孔隙、湿度、含有物等，并与设计勘察资料相比较，确定是否已挖到设计的土层。

对于可疑之处应局部下挖检查。

1.3轻便勘探验槽,轻便勘探验槽是用钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、洛阳铲等对地基主要受力层范围的土层进行勘探，或对上述观察、夯或拍发现的异常情况进行探查。

基坑底层基土质量钎探检查,轻、重型动力触探仪,动力、静力触探一体履带车系统,地基钎探施工现场地基钎探施工现场,2地基加固处理,当结构的荷载较大，地基土质又较软弱（强度不足或压缩性大），不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。

2.1地基加固的原理,共41页第6页,“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。

工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。

2.1.1地基加固原理,地基碾压加固,提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性；降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降；防止地震时地基土的振动液化；消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。

2.1.2地基处理的目的,坚实稳定的建筑地基在可靠地基上建造的基础,软弱地基包括：

淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。

2.1.3地基处理的对象,特殊土地基包括：

软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。

杂填土的施工现场,地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：

“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”七个字。

2.2地基加固的方法,当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为经济。

当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。

在软土层上回填好土,软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去,代之以人工填筑的垫层作持力层。

采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。

2.2.1换填法,砂石地基施工,砂石垫层剖面图,利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分,加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。

2.2.2夯实法,平板振动夯进行地基夯实冲击夯进行软土压实施工,是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将大吨位夯锤（一般不小于8t）起吊到高处（一般不小于6m）后，自由落下，对土体进行强力夯实。

强夯施工中,强夯适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固。

但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。

强夯法施工,强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。

吊起夯锤,自动脱钩装置,起重机配三角架起吊,夯锤下落瞬间,起重机配龙门架起吊,夯坑,夯锤一般重1025t，大吨位锤通常采用钢板外壳内灌砼，也可用局部钢板浇筑砼组合锤。

锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取2540KPa。

夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸力可达3倍锤重）。

夯锤上气孔,长园柱夯锤短园柱夯锤园锥形夯锤,园柱形夯锤高宽比过大，容易偏锤，要慎用,园锥形夯锤底面积小，会形成很深的夯坑,在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基，称之为强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）。

强夯置换,强夯置换施工碎石被夯入深坑中起出并清理夯锤,利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。

也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间,使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。

2.2.3预压法排水固结法,排水固结法,水平排水体,竖向排水体,塑料排水带,排水系统,加压系统,降低地下水法,真空法,堆载法,砂垫层,袋装砂井,普通砂井,电渗法,堆载预压法,在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。

加载预压,堆载预压法包括加压系统和排水系统。

按堆载材料分为自重预压、加载预压和加水预压。

按加压程序可分为单级加荷和多级加荷。

加水预压,是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设的排水竖井，用真空装置进行抽气。

抽气使地表砂垫层及排水竖井内形成负压，使土体内部与排水竖井之间形成压力差。

压差作用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出，从而使土体固结。

真空预压法,吹填施工,软弱的吹填地基,真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，又称为负压固结。

按照竖向排水体的不同，真空预压法又可分为普通砂井、袋装砂井和塑料排水带。

袋装砂井施工袋装砂井施工机械袋装砂井埋设完毕,袋装砂井,袋装砂井埋设完毕,袋装砂井与排水横管连接,插板机在进行塑料排水带施工,塑料排水带埋设完毕,真空预压法覆盖封闭膜,真空预压法排气进行时,真空预压法的新发展,低位真空预压法,高真空击密法,覆水真空预压法,覆水真空预压法,用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。

其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称“挤密桩”。

包括碎（砂）石桩、石灰桩、灰土桩、CFG桩等。

2.2.4深层挤密法,施工完的灰土桩,灰土桩施工现场,CFG桩,CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩。

由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。

CFG桩的适用范围很广,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。

CFG桩破桩头施工现场,CFG桩施工现场,CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基,又称振冲碎石桩，是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层，在软弱地基中成孔后，再将碎石从桩管投料口处投入桩管内，然后边击实、边上拔桩管，形成密实碎石桩，并与桩间土体形成复合地基。

挤密碎石桩,碎石桩施工流程图,边击实、边拔管,碎石桩施工全景,干法振冲碎石桩-底部给料（法国公司）,振冲碎石桩施工,待验收的碎石桩,2.2.5化学（注浆）加固法,是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。

原理是利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃、丙凝等），搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。

深层搅拌桩,深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射水泥浆与软粘土强制拌和，待搅拌机提升到地面时再原位下沉提升搅拌一次，使浆土均匀混合形成水泥土桩。

深层搅拌桩施工工艺流程图,SMW工法桩,SMW工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以多轴型钻掘搅拌机钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，各施工单元之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为应力补强材，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

清除钻头上的余泥,形成一道地下连续墙,型钢补强材,导沟,三轴型钻掘搅拌机,水泥浆液,钻杆,高压旋喷桩,是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水泥浆液由喷嘴向四周高速喷射切削土层，同时将旋转的钻杆徐徐提升,浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合，形成连续搭接的水泥加固体。

高压旋喷桩施工,旋喷法施工流程图,单管旋喷的成桩直径较小，为获得大直径截面的桩，可分别采用二重管旋喷（二根同心管分别喷水、喷浆），或三重管旋喷（三根同心管分别喷水、喷气、喷浆）。

喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷三种，可分别获得柱状、壁状和块状加固体。

高压旋喷施工示意图,高压旋喷设备及机具,滑撬式旋喷钻机履带式旋喷钻机高压注浆泵,单重管喷具双重管喷具三重管喷具灰浆搅拌机,泥浆泵,旋喷法可用于处理软弱地基，也可用于桩、地下连续墙、挡土墙、深基坑支护结构的施工和防管涌、流砂的技术措施。

高压旋喷工程钻机,GZB-40C型高压注浆泵,柱状旋喷桩加固地基,